【正文】 n==980N 加速負載： tvmfFF ???? /dnL=1480N 如果忽略切削力引起的顛覆力矩對導軌摩擦力的影響，并設(shè)液壓缸的機械效率w? =，根據(jù)上述負載力計算結(jié)果，可得出液壓缸在各個工況下所受到的負載力和液壓缸所需推力情況 由 此得出液壓缸在各工作階段的負載如表 1 所列。 表 1 液壓缸在各工作階段的負載 工況 負載組成 負載值 F 工況 負載組成 負載值 F 啟動 snL fFF ? 1960 快退 dnL fFF ? 980 快進 dnL fFF ? 980 停止 mfd FFF ?? 480 工進 qdnL FfFF ?? 31480 注： 在負載分析中，沒有考慮動力滑臺上傾翻力矩的作用 按表 1數(shù)值繪制的動力滑臺負載圖如圖 1(a)所示。 圖 1 a） 循環(huán) 圖和速度 循環(huán) 圖的繪制 根據(jù)工作循環(huán) (總行程 L1+L2=150mm 工進速度 V2=n1s1=n2s2=^3m/s,繪制動力滑臺速度圖 ,如圖 81(b)所示。 快進、工進和快退的時間可由下式分析求出。 4 快進： t1=l1/v1= 工進： t2=l2/v2=(^3)= 快退： t3=(l1+l2)/v3= 根據(jù)上述已知數(shù)據(jù)繪制組合機床動力滑臺液壓系統(tǒng)繪制負載圖（ Ft）如圖 1(b),速度循環(huán)圖如圖 1（ c)所示。 b） c） 圖 1 速度負載循環(huán)圖 b）負載圖 c)速度循環(huán)圖 5 三、 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 確定液壓缸工作壓力 由表 2和表 3可知，組合機床液壓系統(tǒng)在最大負載約為 30000N 時宜取 4MP。 表 2按負載選擇工作壓力 負載 / KN 5 5~10 10~20 20~30 30~50 50 工作壓力 /MPa ~1 ~2 ~3 3~4 4~5 ≥ 5 表 3 各種機械常用的系統(tǒng)工作壓力 機械類型 機 床 農(nóng)業(yè)機械 小型工程機械建筑機械 液壓鑿巖機 液壓機 大中型挖掘機 重型機械 起重運輸機械 磨床 組合機床 龍門刨床 拉床 工作壓力/Mpa ~2 3~5 2~8 8~10 10~18 20~32 計算液壓缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù) 由于工作進給速度與快速運動速度差別較大，且快進、快退速度要求相等，從降低總流量需求考慮，應(yīng)確定采用單桿雙作用液壓缸的差動連接方式。通常利用差動液壓缸活塞桿較粗、可以在活塞桿中設(shè)置通油孔的有利條件，最好采用活塞桿固定，而液壓缸缸體隨滑臺運動的常用典型安裝形式。這種情況下，應(yīng)把液壓缸設(shè)計成無桿腔工作面積 1A 是有桿腔工作面積 2A 兩倍的形式，即活塞桿直徑 d與缸筒直徑 D呈 d = 的關(guān)系。 工進過程中，當孔被鉆通時，由于負載突然消失，液壓缸有可能會發(fā)生前沖的現(xiàn)象，因此液壓缸的回油腔應(yīng)設(shè)置一定的背壓 (通過設(shè)置背壓閥的方式 )，選取此背壓值為 p2=。 快進時液壓缸雖然作差動連接（即有桿腔與無桿腔均與液壓泵的來油連接），但連接管路中不可避免地存在著壓降 p? ，且有桿腔的壓力必須大于無桿腔，估算時取 p??。快退時回油腔中也是有背壓的，這時選取被壓值 2p =。 工進時液壓缸的推力計算公式為 1 1 2 2 1 1 1 2/ ( / 2)mF A p A p A p A p? ? ? ? ?， 式中 ： F —— 負載力 ?m—— 液壓缸機械效率 A1—— 液壓缸無桿腔的有效作用面積 6 A2—— 液壓缸有桿腔的有效作用面積 p1—— 液壓缸無桿腔壓力 p2—— 液壓有無桿腔壓力 因此，根據(jù)已知參數(shù)，液壓缸無桿腔的有效作用面積可計算為 A1= 液壓缸缸筒直徑為 D=(4xA1/)^(1/2)= 由于有前述差動液壓缸缸筒和活塞桿直徑之間的關(guān)系， d = ，因此活塞桿直徑為 d= =，根據(jù) GB/T2348— 1993 對液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸和液壓缸活塞桿外徑尺寸 的規(guī)定，圓整后取液壓缸缸筒直徑為 D=110mm，活塞桿直徑為 d=80mm。 此時液壓缸兩腔的實際有效面積分別為： A1=^2/4=95cm2 A2=(D^2d^2)/4=47cm2 工作臺在快進過程中，液壓缸采用差動連接，此時系統(tǒng)所需要的流量為 q快進 =（ A1A2） xv1=工作臺在快退過程中所需要的流量為 : q快退 =A2v3= 工作臺在工進過程中所需要的流量為 : 12q = A v = 0 .5 0 2 L /m in工 進 根據(jù)上述液壓缸直徑及流量計算結(jié)果，進一步計算液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率值，如表 4所示。 7 表 4 液壓缸在各個工作階段中的壓力、流量和功率值 工況 負載 FL/N 回油腔 壓力 P2/MPa 進油腔 壓力 P1/MPa 輸入理論流量 q /(L/s) 輸入功率 P/kW 計算式 快迸 (差 動 ) 啟動 1960 0 ? ?? ? ? ?212mL1 // AApAFp ???? ? ? ? 121 vAAq ?? qpP 1? 加速 1480 pp ??1 恒速 980 工 進 31480 ? ?? ?qpP vAqAApFp121122mL1 //???? ? 快 退 啟動 1960 0 ? ?? ?qpP vAqAApFp132122mL1 //???? ? 加速 1480 恒速 980 并據(jù)表 4可繪制出液壓缸的工況圖，如圖 2 所示。 圖 2 組合機床液壓缸工況圖 .47 8 四、 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計 根據(jù)組合機床液壓系統(tǒng)的設(shè)計任 務(wù)和工況分析，所設(shè)計機床對調(diào)速范圍、低速穩(wěn)定性有一定要求，因此速度控制是該機床要解決的主要問題。速度的換接、穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)是該機床液壓系統(tǒng)設(shè)計的核心。此外，與所有液壓系統(tǒng)的設(shè)計要求一樣，該組合機床液壓系統(tǒng)應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)簡單，成本低，節(jié)約能源，工作可靠。 因系統(tǒng)運動循環(huán)要求正向快進和工進，反向快退，且快進，快退速度相等，因此選用單活塞桿液壓缸，快進時差動連接，無桿腔面積 A1等于有桿腔面積 A2的兩倍。 工況圖表明，所設(shè)計 組合機 床液壓系統(tǒng)在整個工作循環(huán)過程 中所需要的功率較小，系統(tǒng)的效率和發(fā)熱問題并不突出，因此考慮采用節(jié)流調(diào)速回路即可。雖然節(jié)流調(diào)速回路效率低，但適合于小功率場合，而且結(jié)構(gòu)簡單、成本低。該機床的進給運動要求有較好的低速穩(wěn)定性和速度 負載特性，因此有三種速度控制方案可以選擇，即進口節(jié)流調(diào)速、出口節(jié)流調(diào)速、限壓式變量泵加調(diào)速閥的容積節(jié)流調(diào)速。 鉆鏜加工屬于連續(xù)切削加工，加工過程中切削力變化不大，因此鉆削過程中負載變化不大，采用節(jié)流閥的節(jié)流調(diào)速回路即可。但由于在鉆頭鉆入鑄件表面及孔被鉆通時的瞬間，存在負載突變的可能，因此考慮在工作進給過程中采用 具有壓差補償?shù)倪M口調(diào)速閥的調(diào)速方式，且在回油路上設(shè)置